西電電磁場(chǎng)大作業(yè)

電磁場(chǎng)與電磁波基礎(chǔ)學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：所在院系：電子工程學(xué)院一、使用任意程序語(yǔ)言（C++、Matlab、Fortran等）畫出線極化、圓極化、橢圓計(jì)劃平面電磁波圖形。1設(shè)E和E同相，即?=?=?，為了討論方便在空間任取一固定xyxy0點(diǎn)z=0，則EEcos(t)xxm0EEt)yym0合成電磁波的電場(chǎng)強(qiáng)度矢量的模為EEEEEcox(t)2222xy0合成電磁波的電場(chǎng)強(qiáng)度矢量與x軸爭(zhēng)相家教α的正切為EEEEtanxy它表明矢量E與x軸正向夾角α大于0且保持不變。取，作出EE同相時(shí)的線極化波圖EV，EV,2/2xyxmym像如圖1所示。Ex與Ey同相時(shí)的線極化波Ex與Ey同相時(shí)的線極化波322110x0y-1-1-2-3-215410205-2-2-1012z0-4yx圖1EExy當(dāng)EE反相，即?-?=π時(shí)，合成電磁波的電場(chǎng)強(qiáng)度矢量與xxyxy軸正向夾角α的正切為EEEEtan-xy它表明矢量E與x軸正向夾角α小于0且保持不變。取，作出EE反相時(shí)的線極化波圖EV，EV,2/2xyxmym像如圖2所示。Ex與Ey反相時(shí)的線極化波Ex與Ey反相時(shí)的線極化波322110x0y-1-1-2-3-2154205-2-2-1012z0-4yx圖2EExy2設(shè)，，z=0，則：xEEE2xymyEEcos(t)xmx)Esin(t)EEcos(t2ymxmx消去t，得2E2E1yxEEmmE的模和幅角分別為EEEE22xymt)(t)x)txyx軸正向夾角α將隨時(shí)間變化，合成電場(chǎng)強(qiáng)度矢量的矢端軌跡為圓。如果α=+E將以角頻率在xOy平面上沿逆時(shí)針(t)xEVExmV，，ym作出右旋圓極化波，其圖像如圖3=-，則矢量E(t)x將以角頻率在xOy極化波，取作出左旋圓極化波，其圖像EV，ExmV，，ym如圖4所示。右旋圓極化波右旋圓極化波21210x0y21050x12z0y圖3左旋圓極化波左旋圓極化波212100xy21050x12z0y圖43設(shè)EE及?和?之間為任意關(guān)系，即xyxyEEcos(tkz)xxmxEEcos(tkz)yymy在z=0處，消去t，得22EEEE2cos()sin2yyxxEEEE其中。此方程是橢圓方程。xy當(dāng)時(shí)，為右旋橢圓極化波，取，，V0EVymExyxm，，作出右旋橢圓極化波，其圖像如圖5所示；/sx2rad5y當(dāng)時(shí)，為左旋橢圓極化波，取E，，V0EVymxyxm，，作出左旋橢圓極化波，其圖像如圖6所示。/sx2rad5y右旋橢圓極化波右旋橢圓極化波14200xy21050123z0yx圖5左旋橢圓極化波左旋橢圓極化波14200xy21050123z0yx圖6二、使用任意程序語(yǔ)言（C++、Matlab、Fortran等）畫出線極化平面電磁波垂直入射到理想介質(zhì)與理想導(dǎo)體分界面之后，介質(zhì)區(qū)域合成電場(chǎng)強(qiáng)度、磁場(chǎng)強(qiáng)度隨位置變化的圖形。如圖所示，1區(qū)為理想介質(zhì)，2區(qū)為理想導(dǎo)體，它們具有無限大的平面分界面。設(shè)均勻平面電磁波沿方向垂直投射到分界面上。az設(shè)入射電磁波的電場(chǎng)和磁場(chǎng)分別為EaEez11x1HaEeiojkz11y1其中為z=0處入射波的振幅，和為介質(zhì)1的相位常數(shù)和波阻抗，Ekio11且有，k111111介質(zhì)2射后，在介質(zhì)1中形成反射波，反射系數(shù)=1，則1區(qū)合成電場(chǎng)和磁場(chǎng)分別為EaE(ee)a2jEsin(kz)zz111xx11EHaE(ee)a2cos(kz)1zz111yy11它們對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)值為E(z,t)Re[Ee]a2Ekz)sin(t)jt11x1Ecos(kz)cos(t)H(z,t)Re[He]a2jtio11y11取=1，=4，，作出1區(qū)合成電場(chǎng)強(qiáng)度和合成磁場(chǎng)強(qiáng)11度瞬時(shí)值沿-z軸方向變化的圖像，分別如圖7、圖8所示。值時(shí)瞬度強(qiáng)場(chǎng)電成合50區(qū)102468沿-z軸距理想導(dǎo)體表面的位置圖712015t1=0值10時(shí)瞬5度強(qiáng)0場(chǎng)磁-5成合區(qū)-101-15-2002468101214沿-z軸距理想導(dǎo)體表面的位置圖81附錄：（1）Ex與Ey